原文作者:John Emsley 從地球到恒星,再回到日常生活,John Emsley從多個方面介紹了一個在人類活動中越來越重要的元素,包括其用途、分布和未解之謎。 門捷列夫在1869年首次提出元素周期表時,特別提到有幾個元素的原子量差異超出預期,并在它們之間留出了空位。其中一個空位位于鈣和鈦之間,他據(jù)此推測應該存在一個原子量約為44的金屬,并取名“ekaboron”。僅僅十年后,當烏普薩拉大學(瑞典)的Lars Fredrik Nilson著手分析黑稀金礦(一種具有黃褐色柔軟光澤的礦物,其實含有不少于八種金屬)時,他發(fā)現(xiàn)從中提取的一種金屬的原子光譜中出現(xiàn)了之前沒有報道過的譜線。經(jīng)計算,該金屬的原子量為44,正是門捷列夫預測的那個缺失元素。現(xiàn)代元素周期表中并不存在ekaboron,因為Nilson用拉丁語中表示“Scandinavia(斯堪的納維亞)”的詞語將這個新元素命名為scandium(鈧)。 地球上鈧的豐度并不是特別高,已知它的總量大概和鉛相當。但與鉛不同的是,由于沒有被任何地質過程所聚集,它廣泛地散布在整個地殼中,這也是它以微量形式出現(xiàn)在數(shù)百種礦物中的原因。正因為如此,純鈧化合物礦物對于收集者來說十分珍貴。20世紀50年代,來自挪威伊韋蘭(Iveland)的墨綠色鈧釔石(含Sc2Si2O7)樣品價值超過了同等重量的金。長度不過10厘米的同種礦樣在目前市場上要價1,500美元。有一些達到結晶態(tài)純度的鈧釔石則被切割制成寶石,這也解釋了為何該種礦樣價格如此之高。 原子光譜中那些讓Nilson首次識別出鈧的明亮譜線,也能用來探測它在恒星和星際物質里的相對豐度。1908年,William Crookes爵士基于這些光譜的研究報告指出:鈧在其他恒星中的豐度出乎意料地比在太陽中高。恒星中的這種反?,F(xiàn)象目前仍在研究之中,同樣在研究之列的還有距我們8000光年的海山二(Eta Carinae)恒星系統(tǒng)外層圍繞的一團富含鈧的星云。幾個世紀以來,人們已注意到它神秘的明暗變化,而鈧在這一現(xiàn)象里的角色仍有待查明。 鈧在星際空間的作用和命運尚待澄清,已知鈧在地球生物圈中并不扮演任何角色,也并未發(fā)現(xiàn)有什么生命體需要它。微量的鈧會進入食物鏈中,普通人的每日攝入量大概不到十分之一微克。 比較奇怪的是,茶葉中含有比其他植物更多的鈧——但平均也不過只含140 ppb(ppb:十億分之一),所以喜歡喝茶的人并不需要擔心。對這種異常聚集的一種解釋是鋁和鈧的化學性質很相近,茶樹吸收時無法區(qū)分,而它們又需要鋁元素。 來源: ? OLEG ZABIELIN/ALAMY |
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